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1[소방간부후보생 물리학개론] 26년 1회차
그림 (가)와 같이 실로 연결된 두 물체 A, B가 빗면을 따라 크기가 a인 가속도로 등가속도 운동을 하다가, (나)와 같이 (가)에서 실이 끊어져 A는 빗면을 따라 크기가 2a인 가속도로 등가속도 운동을 하였다. 빗면이 수평면과 이루는 각은 각각 30°, 60°이고, A, B의 질량은 각각 mA, mB이다.
mAmB는? (단, 실의 질량과 모든 마찰은 무시한다)
1
2−3
2
23−3
3
4−23
4
3−1
5
1
해설
mAmB=23−3이다.
실이 끊어진 뒤 A는 60° 빗면에서 중력 성분만 받으므로 2a=gsin60∘, 즉 a=43g이다.
실로 연결된 상태: (mA+mB)a=mAgsin60∘−mBgsin30∘ 대입: 43(mA+mB)=23mA−21mB⇒mAmB=2+33=23−3
2−3 — 이 비라면 연결 상태 가속도가 약 0.58g로, (나)의 절반인 약 0.43g와 맞지 않는다.